C++ 模板、多态性和模板协变

Question

我有一个 "wrapper" 模板，如下所示：

template <typename T>
class Wrapper {
  virtual T* get() = 0;
}

那么我有如下的继承方案：

class A {
  // things
}

class B : public A {
  // more things
}

我有另一个使用该包装器的 class：

class Worker {
  void work(Wrapper<A>* wa){
    A* a = wa->get();
    //do stuff with a.
  }
}

所有可以用 A* 完成的，都可以用 B* 完成，但我不能将 Wrapper<B>* 作为 Wrapper<A>* 传递给 Worker。有没有办法允许这样做？

我已阅读有关 C++ 的概念，但我不知道它们如何解决问题。

Answer 1

不能直接做，因为C++没有协变性。在默认情况下方法不是虚拟的 C++ 中（不像 Java，我猜是 C#），不清楚这是否是一个很棒的想法（而且语言已经非常复杂）。基本上你要做的是在 work:

上有一个薄的模板包装器

class Worker {
public:
  template <class T>
  void work(Wrapper<T>* wa){
    work_on_a(wa->get());
  }
private:
  void work_on_a(A* a) { // do stuff with a}
}

这仍然是安全的，因为只有当包装类型派生自 A 或以其他方式定义到 A 的隐式转换时才会编译，否则对 work_on_a 的函数调用将失败。

你可以在这里做更复杂的事情，有各种利弊，但这使代码尽可能简单，并最大限度地减少模板膨胀。

虽然请注意，如果 work 也需要是虚拟的，这将不起作用（因为虚拟函数不能是模板），事情会很快变得毛茸茸的。

另一种方法是争论包装器根本不应该传递给 work；如果您需要做的只是一个指向 A 的指针，那么这就是您应该传入的全部内容。但是根据您的实际代码，这可能不是一个选项，或者没有意义。

Answer 2

如果每个 class 报告其碱基：

class A {
  using Base = void;
  // things
}

class B : public A {
  using Base = A;
  // more things
}

你可以做到

template<typename T>
class Wrapper : public EmptyForVoid<T::Base>::Type

并使用 EmptyForVoid 作为基础 class 选择：

template<typename T>
struct EmptyForVoid { using Type = T; };

template<>
struct EmptyForVoid<void> { struct Type {}; };

这将使 Wrappers 遵循与它们包装的类型相同的继承树。

Answer 3

Curiously Recurring Template Pattern:

一点怎么样

class SubBase {
    virtual T* get() { /* default impl. */ }
};

template <typename T>
class Base : public SubBase {};

template <typename T>
class Wrapper : public Base<T> {
    virtual T* get() = 0;
}

…我不知道你的继承图是什么样的，但只要你包装的 T 类型没有 get() 方法，这应该可以工作。

编辑：正如已经指出的那样，这个简单的片段不起作用，也不是真正的 CRTP；我只能在 fairly significant modification.

之后制作此类工作的示例

C++ 模板、多态性和模板协变

C++ Templates, Polymorphism, and Template Covariance

c++

inheritance

templates

covariance

wrapper